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produção muito engenhosas. O processo começa com o crescimento de relativamente grandes
monocristais cilíndricos de silício de alta pureza a partir da qual finos folhados (“wafers”) circulares
são cortados. Muitos circuitos microeletrônicos ou integrados, às vezes chamados “chips”, são
preparados sobre um único folhado (“wafer”). Um “chip”é retangular, tipicamente da ordem de
0,25 polegada (6 mm) num lado e contém milhares de elementos de circuito: diodos, transistores,
resistores e capacitores. Um tal “chip”de microprocessador é mostrado em sua íntegra na Figura
19.24a; mais de 400 condutores elétricos são usados para conectar este “chip”a uma placa de
circuito impresso. A Figura 19.24b, uma fotografia ampliada de uma porção de um outro “chip”de
microprocessador, revela a intrincada constituição de um tal circuito integrado. Neste tempo
(referência a 1991), “chips” de 2000000 de componentes estão sendo produzidos, e mesmo
maiores capacidades de memória sem dúvida serão desenvolvidos no futuro.
Figura 19.24. (a) Fotografia de um “chip”de microprocessador que está montado sobre um
portador de “chip”. Aproximadamente 3,5x. (b) Fotografia mostrando a seção de uma outro
“chip”de microprocessador de 32-bit. Regiões escuras e cinzas são silício dopado por camada de
difusão. As regiões brancas pontilhadas são uma camada de cobertura alumínio metálico que serve
como enrolamento para esses dispositivos. Aproximadamente 1250x. (Ambas as fotografias são
cortesia da Hewlett-Packard).
Circuitos microeletrônicos consistem de muitas camadas que ficam dentro ou de um folhado
de silício ou empilhado em cima do mesmo num modo precisamente detalhado. Usando técnicas de
fotolitografia, para cada camada, elementos muito pequenos são mascarados (encobertos) de
acordo com um modelo microscópico. Elementos de circuito são construídos pela introdução
seletiva (por difusão ou implantação iônica) para dentro de regiões não mascaradas para criar áreas
localizadas tipo-n, tipo-p, de alta resistividade, ou condutoras. Esse procedimento é repetido
camada a camada até que o circuito integrado total tenha sido fabricado, como ilustrado no
MOSFET esquemático (Figura 19.23). Vários elementos de um circuito integrado estão mostrados
na micrografia eletrônica de varredura da página 606 (do Callister, edição de 1991).
CONDUÇÃO ELÉTRICA EM CERÂMICAS IÔNICAS E EM
POLÍMEROS
Muitos polímeros e cerâmicas iônicas são materiais isoladores à temperatura ambiente e,
portanto, estruturas de banda de energia de elétrons similares àquelas representadas na Figura
19.4c: uma banda de valência preenchida é separada de uma banda de condução vazia por uma
relativamente grande lacuna (“gap”), usualmente maior do que 2 eV. Assim, em temperaturas
normais, apenas uns poucos elétrons pode ser excitados através da lacuna (“gap”) de banda pela
disponível energia térmica, que responde pelos muito pequenos valores de condutibilidade; Tabela
19.3 fornece a condutibilidade elétrica à temperartura ambiente de vários desses materiais.
Naturalmente, muitos materiais são utilizados com base na sua capacidade de isolamento e assim
uma alta resistividade elétrica é desejável. Com a elevação da temperatura os materiais isoladores
experimentam um aumento em condutibilidade elétrica, que pode finalmente ser maior do que
aquela de semicondutores.
Tabela 19.3 – Condutibilidades Elétricas Típicas à Temperatura Ambiente para 11 Materiais